沥青路面温度场的预估模型

柔性路面沥青层的温度场预估模型对沥青路面的抗裂性能和开裂预估有着重要作用。为了得到一个利用无穷级数形式表示且易于实现的解析模型,该文采用了统计分析模型在实测路面温度数据的基础上快速预测了沥青路面的温度场。并在夏季和冬季同样的天气条件下测得现场温度数据,在柔性路面沥青混凝土层内进行了模型验证。现场测得的温度数据表明:该预估模型可以很容易地应用于协助现场工程师根据测量的路面温度数据快速估算沥青路面的温度场。     

沥青混凝土导温系数现场测定的峰值梯度法

建立路面温度场的一维瞬态热传导方程,通过分离变量法找到满足方程的傅立叶级数,获得在已知界面温度时一维层状体的瞬态温度分布.实测路面温度场数据,采用峰值梯度法反算路面材料导温系数.模拟路面降温过程中路面温度沿深度单调变化时,傅立叶级数解前50项就能够达到0.01℃的精度.对实测数据分析结果表明：峰值梯度法可以避免将不同温度传感器温度数值直接比较,结果较差分直接反算方法稳定.     

基于非稳态温度场解析解的沥青混凝土路面温度分布研究

研究以实测气象资料来预估沥青混凝土路面结构层内温度场的分布状况为目的.通过分析太阳辐射、大气温度两种主要影响参数,运用传热学理论建立沥青混凝土路面二维非稳态温度场解析方程.并在云南大理地区埋设温度传感器进行实时数据采集,对计算模型和实测数据相关关系进行了对比分析.最终在云南省不同温度分区基础上,计算得到不同路表温度的结构内部温度分布曲线.研究结果表明:建立的以太阳辐射和大气温度日变化规律为基础的温度场解析方程模型计算结果与实测结果相比,误差最大3℃左右;温度分布曲线反映出在不同路表温度时,结构内部一定深度内温度分布的规律性和温度梯度的改变趋势,能有效地帮助材料设计,计算结果证明了该模型的合理性和有效性.     

温度场实测温度数据的处理研究

以温度场实测数据为基础,提出了温度实测数据的处理及拟合方法。介绍路面温度的测定方法及传感器的标定过程;由实测数据发现,在短时间间隔内,路面沿深度的升温曲线近似为线性分布,根据导热理论及实测温度数据提出用三次多项式拟合路面温度的深度曲线。用最小二乘和加权最小二乘拟合路面温度的深度曲线。     

基于有限差分法的路表温度预估模型

以山西大同结构试验区为研究对象,基于实测路面温度与气象数据,分析了路表温度的变化规律。利用有限差分法求解了路面温度场热传导方程,建立了短时路表温度数值预估模型。结果表明,以气温、太阳辐射、风速等气象数据预估路表温度,平均误差在0.5℃以下,均方差为2.5℃左右。分析了不同季节与气象条件下,预测误差的分布特点。结果表明,忽略天空有效温度与气温的差值,将会造成预估温度系统性偏高。纳入该因素后,预估精度得到明显改善。     

旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性及数值模拟

为研究旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性,采用预埋温度传感器的方式实测路面温度场,根据传热学原理建立旧水泥路面加铺沥青层结构的非线性瞬态3D温度场计算模型。基于实测气象资料,用修正后的双正弦函数、Fourier级数分别表示气温、太阳辐射,作为模型边界条件,采用ANSYS对路面温度场进行数值模拟并与实测温度场对比。研究结果表明:旧水泥路面加铺沥青层结构温度场一天的变化趋势是先降后升再降,升温速率明显大于降温速率,正负温度梯度交替出现,易诱发温度疲劳裂缝;各路面结构层的温度、温度梯度和变温速率的变化幅度随着深度增加而减小,且峰值、峰谷出现时刻随深度逐渐滞后;路面最高温度、最大正温度梯度均出现在沥青加铺层,应提高沥青加铺层抗高温车辙的性能;加铺层有效降低了水泥混凝土层的温度翘曲应力;依实测气温资料修正后的双正弦函数可以很好地模拟近路表气温的日变化规律;路面结构温度场的模拟值与实测值的偏差在3℃以内,说明该温度场模型具有很高的预测精度。     

基于统计回归法的沥青路面温度场模型

在实测31820组路面温度数据和5 554组气象数据的基础上,研究路面温度场预估模型,重点解决以往模型在较深处预估精度不足的问题.通过采用分段函数形式、考虑不同深度处路面温度受环境因素影响延后、引入深度衰减因子等手段得到了新的路面温度场模型.提出了不同深度处气温和太阳辐射对路面温度影响的延后时间,二者分别为0～4h和2...     

基于混合效应模型的沥青路面使用性能预测

以华北某地区普通公路干线网为研究对象,根据2008—2015年路面损坏指数PCI、路面行驶质量指数RQI以及路面车辙指数RDI实测数据,结合路面结构、交通量、养护历史和地形等不同因素,利用统计分析技术建立和标定沥青路面使用性能预测模型。首先选定模型的预测指标及其影响变量,同时对相关数据资料进行收集和预处理,针对数据具体特点,以分析标定法为研究手段,采用混合效应模型方法对模型中的参数进行估计,最终通过实例验证模型的精度。结果表明:(1)PCI,RQI和RDI预测的平均误差分别为1.8,0.5和0.8。残差分布接近正态,说明模型很好地解释了数据的变异性;(2)模型简单,预测精度高,并且解释和量化了时间、养护类型、地形、行政等级、养管单位、技术等级、路面厚度以及交通量等因素对指标预测的影响。     

沥青路面温度场的分布规律

路面结构持续经受着各种环境因素的综合作用,这种作用的结果集中体现为路面温度场的复杂分布。深入地研究了环境因素对路面温度场的影响机制和路面温度场的分布规律后发现,气温和太阳辐射强度是影响沥青路面温度场的主要因素,二者对沥青路面温度场的影响具有累积性和滞后性的特点。通过对我国多个地区路面温度实测数据和气象资料进行回归分析,建立了以气温、太阳辐射强度和路面深度为主要输入参数的沥青路面温度场预估模型。     

沥青混凝土路面温度场有限元模拟比较

传热学理论与有限元思想的结合,使得许多商业有限元软件易于实现对沥青混凝土路面温度场分布的模拟计算.为详细说明有限元模拟路面温度场过程,以二维多层路面结构为模型,分别借助ANSYS及ABAQUS两大通用有限元软件,模拟计算两种荷载实现方式下的路面温度场.研究表明,ABAQUS较ANSYS更适合模拟计算路面温度场分布;计算结果与温度实测数据比较,认为辐射、对流独立加载方式下的ABAQUS模拟计算值更接近路面实际温度分布.     

实测沥青路面温度场分布规律的回归分析

以实际运营中的沥青混凝土道路结构为试验对象,提出了一套完整的道路结构温度场实测方案。根据大量的实测沥青路面温度数据研究了沥青路面温度场的分布规律,并利用回归分析对沥青路面温度场与气温之间的相关关系进行了探讨。考虑到升温阶段和降温阶段气温对沥青路面温度场影响的差异,分别研究了基于升温阶段和降温阶段沥青路面温度与气温的相关关系,并给出了不同温变阶段下任意深度处沥青温度的预估模型。对实测数据与预估数据的比较表明:该模型具有较好的精确性与实用性。     

CFG能源桩用于混凝土路面除冰降温的试验研究

利用试验场足尺水泥粉煤灰碎石（CFG）能源桩,对模型混凝土路面冬季防冻除冰与夏季降温防护技术进行了试验研究,意在探索一种节能、环保、高效和经济的道路路面工程安全与耐久新技术。桩及模型混凝土板内均安装聚乙烯塑料管作为换热管,能源桩、混凝土板内安装有温度应变传感器测量换热过程中相应位置的温度、应变变化,混凝土板进出口水温、混凝土板表面温度分别由温度计、红外测温仪量测。试验主要分析冬季条件下,单根、双根能源桩供热一块混凝土板,以及在夏季条件下,单根能源桩降温一块混凝土板时,管路流体、混凝土板、桩的温度变化以及由温度引起的混凝土板、桩的应力应变变化。试验结果表明：冬季工况下,单根、双根能源桩可以使一块混凝土板表面温度保持在0℃以上,除冰效果显著;夏季工况下,单根能源桩对混凝土板降温,试验组与对照组混凝土板表面温差最大约为9.4℃,降温效果明显。能源桩和模型混凝土板在换热过程中,因温度改变会导致桩身和混凝土板中产生附加温度应力。桩身附加温度应力对桩结构完整性和安全性不会造成影响,而混凝土路面板的附加温度应力则总是与被加热或降温前的应力叠加使其总应力幅值降低,有利于混凝土路面板的安全性和耐久性。试验过程仅使用水泵为换热管中的流体提供动力进行循坏,不消耗其他任何形式能量,运营维护成本较低。     

基于热管技术的机场道面融雪性能试验研究

为准确分析基于热管技术的机场道面融雪系统工作性能,综合考虑地热能、机场道面、热管间的传热特性,建立了热管加热融雪道面足尺试验系统;基于长期实测数据对融雪系统的道面融雪性能、温度场分布特性及其影响因素进行了分析;并在此基础上,通过研究融雪系统地下土壤热源热量长期消耗及回补特性探讨了融雪系统的可持续性工作性能。研究结果表明：基于热管技术的机场道面融雪系统可在冬季不改变道面温度分布特性的基础上,自动提高道面温度约15℃,有利于抑制道面结冰并融化道面积雪;在热管道面融雪过程中,当道面无雪率超过40%后,道面融雪过程将进入加速期;减少热管与道面表面的竖直距离,降低相邻热管间的水平间距均可改善热管道面温度分布规律,并有效提高道面融雪效率,而热管直径的变化对道面融雪性能影响相对较弱;随着气温降低,热管道面融雪效率逐渐下降,且当气温低于-9℃时,热管道面融雪性能受到较大限制;积雪经过适当压实作用,可缩短热管道面融雪时间;冬季地下热管的取热作用使得地下土壤温度约降低10℃,而夏季地下土壤温度逐渐恢复,随时间大致呈周期性变化,表明地下土壤可为热管道面融雪系统长期提供热量,持续保障热管道面融雪性能,实现机场道面冬季安全运行。     

甘肃嘉峪关沥青路面高温温度场预估模型

为了建立嘉峪关地区夏季沥青路面高温温度场预估模型,在对夏季高温期沥青路面的温度、太阳辐射强度、风速和相对湿度等数据采集的基础上,分析气温、太阳辐射强度和湿度等影响因素与路面温度的相关性,采用回归分析方法建立了温度、湿度、太阳辐射强度和路面深度为主要参数的沥青路面高温温度场预估模型,以相关系数、均方差和残差平方和等指标作...     

移动轴载作用下路面沥青层动态响应模量主曲线研究

路面沥青混合料层的模量是路面设计的必要参数之一,为定量分析现场沥青层的实际模量特性,提出了一种由现场实测应变数据出发,确定沥青层动态响应模量主曲线的方法,实现了对沥青层现场动态特性的精准表达。首先,实测了柔性基层、半刚性基层2类典型沥青路面不同温度及轴载移动速度下的沥青层动态应变响应;其次,以实测应变波形为基础,分析了不同加载工况下的现场沥青层加载频率特征;最后,基于实测应变值,利用有限元模型反演得到沥青层的动态响应模量,结合沥青层加载频率,建立了沥青层动态响应模量主曲线,并进一步对该主曲线的可靠性进行了验证。研究结果表明：沥青层内部加载频率与轴载移动速度呈正比,且与温度正相关;沥青层现场动态响应模量值随温度升高显著减小,随轴载移动速度增大而增大;结合加载频率及响应模量反演结果,可利用Sigmoidal模型很好地拟合得到沥青层响应模量主曲线;验证结果表明,该主曲线可较为准确地预估其他温度及轴载移动速度下的沥青层响应模量值。所提出的确定沥青层动态响应模量主曲线的方法可为其他试验路应变实测数据的处理提供参考。     

车用电涡流缓速器转子盘非稳态温度场数值分析

应用传热学原理和虚拟边界法建立了车用电涡流缓速器转子盘轴对称非稳态温度场简化计算模型,确定了适当的边界条件,利用Galerk in法推导温度场的有限元方程,采用无条件稳定的Galerk in格式离散时间微分项,迭代控制采用新型变时间步长法,分析了转子盘沿径向和轴向的温度分布规律,并对轴向温度分布进行了试验研究,结果表明试验值与数值分析吻合较好。     

冲击荷载下粘弹性地基上弹性道面板响应分析

建立了冲击荷载作用下粘弹性地基上弹性道面板力学计算模型,较真实地反映了工程的实际情况,对自由边界条件下板的运动方程,采用有限傅立叶变换等手段进行了求解。并对比了其与弹性地基模型上道面板的弯沉,说明地基粘性效应限制了板的冲击挠度的发展,对工程设计的改进具有一定意义。